Courtesy of InterestingEngineering

Teknik Baru Robust Shallow Shadows Permudah Pengamatan Sistem Kuantum Meski Berisik

Memperkenalkan teknik baru yang disebut robust shallow shadows untuk mengukur dan memahami sistem kuantum lebih efisien, bahkan dalam kondisi kebisingan atau kesalahan.

03 Mei 2025, 22.28 WIB

294 dibaca

Ikhtisar 15 Detik

Teknik robust shallow shadows memungkinkan pengukuran sistem kuantum yang lebih efisien meskipun ada noise.
Metode ini menggunakan sirkuit kuantum dangkal dan Bayesian inference untuk mengatasi tantangan dalam pengukuran.
Meskipun lebih efisien, ada trade-off dalam ketidakpastian hasil yang perlu diperbaiki melalui model statistik yang lebih baik.

Amerika Serikat - Sistem kuantum sangat sensitif sehingga pengamatan saja bisa mengganggu mereka. Teknik konvensional untuk mengamati sistem kuantum memerlukan waktu dan pengaturan yang kompleks, dan masih bisa terganggu oleh kebisingan. Namun, memahami bagaimana partikel seperti elektron dan foton berperilaku dalam sistem kuantum sangat penting untuk membangun komputer kuantum yang andal, menciptakan sensor ultra-presisi, dan membuka bagian fisika yang masih misterius.

Untuk mengatasi masalah ini, tim peneliti dari AS mengembangkan teknik baru yang disebut robust shallow shadows. Teknik ini memungkinkan ilmuwan mengukur dan memahami sistem kuantum lebih efisien, bahkan dalam kondisi kebisingan atau kesalahan. Metode ini melibatkan sirkuit kuantum dangkal acak yang menciptakan pandangan teracak dari sistem kuantum, dan menggunakan inferensi Bayesian untuk memperbaiki data yang bising.

Pengujian pada perangkat keras kuantum IBM menunjukkan bahwa teknik ini dapat memperkirakan properti seperti entropi keterikatan dan fidelitas lebih efisien dibandingkan teknik sebelumnya. Meskipun teknik ini mengurangi jumlah pengukuran yang diperlukan, ada sedikit ketidakpastian yang diperkenalkan oleh penggunaan statistik untuk memperbaiki kebisingan. Peneliti berharap dengan penelitian lebih lanjut, model statistik dapat ditingkatkan dan dikombinasikan dengan sistem umpan balik waktu nyata untuk mengurangi ketidakpastian.

Referensi:
[1] https://interestingengineering.com/science/robust-shallow-shadows-math-quantum-system

Analisis Kami

"Pendekatan robust shallow shadows menunjukkan kemajuan besar dalam menghadapi tantangan noise pada perangkat kuantum saat ini, yang sangat krusial untuk kemajuan komputasi kuantum praktis. Namun, ketidakpastian statistik yang masih ada menandakan kebutuhan mendesak untuk inovasi tambahan dalam pengolahan data dan teknologi umpan balik agar dapat mencapai keandalan yang benar-benar dibutuhkan."

Analisis Ahli

John Preskill

"Pengembangan metode seperti robust shallow shadows merupakan langkah penting dalam mengatasi masalah noise yang menghambat kemajuan perangkat kuantum masa kini dan menjadikan pengukuran lebih praktis di kondisi real-world."

Michael Nielsen

"Pendekatan yang menggabungkan metode statistik dan rangkaian kuantum dangkal membuka jalan baru dalam pemrosesan informasi kuantum, namun tantangan dalam pengurangan ketidakpastian harus menjadi fokus utama penelitian selanjutnya."

Prediksi Kami

Metode robust shallow shadows akan terus dikembangkan dengan integrasi sistem umpan balik real-time, sehingga dapat menghasilkan pengukuran kuantum yang lebih akurat dan dapat diandalkan di komputer kuantum generasi berikutnya.

Pertanyaan Terkait

Apa itu robust shallow shadows?

Robust shallow shadows adalah teknik baru yang dikembangkan untuk mengukur dan memahami sistem kuantum dengan lebih efisien, bahkan di tengah noise.

Bagaimana teknik ini membantu dalam pengukuran sistem kuantum?

Teknik ini menggunakan sirkuit kuantum dangkal yang acak dan metode Bayesian inference untuk memperkirakan keadaan kuantum meskipun ada gangguan.

Apa yang dimaksud dengan quantum state tomography?

Quantum state tomography adalah proses untuk menentukan keadaan kuantum dengan melakukan pengukuran dari berbagai sudut.

Mengapa noise menjadi masalah dalam pengukuran sistem kuantum?

Noise dapat mengganggu pengukuran sistem kuantum, membuatnya sulit untuk mendapatkan informasi yang akurat tentang keadaan kuantum.

Apa hasil yang diperoleh dari pengujian teknik ini pada perangkat keras kuantum IBM?

Hasil pengujian menunjukkan bahwa teknik ini dapat memperkirakan properti seperti entanglement entropy dan fidelity dengan lebih efisien dibandingkan teknik sebelumnya.